ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DAS PONTES TÉRMICAS NO DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES COMERCIAIS ESTRUTURADAS EM AÇO

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Publicada em 31/03/2017

Discente: Lucas Fonseca Caetano

Resumo:

Dependendo da tipologia de construção, das características arquitetônicas e dos materiais empregados em uma edificação, a sua interação com o clima do local pode produzir impactos negativos no consumo de energia dos edifícios condicionados artificialmente e/ou naturalmente ventilados e, consequentemente, no conforto térmico dos usuários. Quando um material de alta condutividade térmica como o aço é colocado em paralelo com um material menos condutor, ou quando a área da estrutura em aço exposta é grande, a maior parte da transferência de calor ocorre através do aço, por condução, caracterizando um efeito conhecido por ponte térmica através do perfil em aço ou da estrutura exposta. A ponte térmica reduz a resistência térmica do sistema de fechamento e aumenta os gastos energéticos para aquecimento ou resfriamento do ambiente. Diante dessas considerações, neste trabalho avalia-se o desempenho térmico de ambientes naturalmente ventilados e condicionados artificialmente por meio de simulações computacionais utilizando o programa EnergyPlus. Os resultados obtidos mostram que, na simulação numérica dos ambientes naturalmente ventilados houve uma queda de 4,8% da temperatura interna do ambiente no período de inverno, para regiões climáticas mais frias, e um aumento de 1,5% da temperatura interna do ambiente no período de verão. Os efeitos das pontes térmicas foram mais evidentes na avaliação dos ambientes condicionados artificialmente. Houve um aumento máximo de 10,6% na carga térmica total de resfriamento do ambiente e, como consequência, uma variação máxima de 12,5% no consumo de energia da edificação, evidenciando que, quanto maior a área em aço exposta no fechamento da edificação, maior é o efeito causado por esta ponte térmica.

Abstract:

Depending on the building typology, the architectural characteristics and the materials used in a building, its interaction with the local climate can produce negative impacts on the energy consumption of the buildings mechanically and / or naturally conditioned and, consequently, on the users thermal comfort. When a high thermal conductivity material such as steel is placed in parallel with a less conductive material, or when the exposed steel structure area is large, most of the heat transfer occurs through the steel by conduction, characterizing an effect known as thermal bridging through the steel profile or exposed structure. The thermal bridging reduces the thermal resistance of the closing system and increases energy costs for environment heating or cooling. On these considerations, this research aims to evaluate the thermal performance of naturally ventilated and artificially conditioned environments by means of computational simulations using the EnergyPlus program. The results show that, in the numerical simulation of the naturally ventilated environments, there was a reduction about 4.8% of the environment indoor temperature in the winter period, for colder climatic regions, and an increase of 1.5% in the environment indoor temperature in the summer period. The effects of thermal bridges were more evident in the evaluation of artificially conditioned environments. There was a maximum increase of 10.6% in the environment total thermal cooling load and, as a consequence, a maximum variation of 12.5% in the building energy consumption, evidencing that the larger the exposed steel area in the building closing system, the greater the effect caused by this thermal bridging.

Palavras-chave:

Thermal Performance. Steel Structure. Thermal Bridging. Natural Ventilation. Thermal Load

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Construção Metálica

Orientadores:

- Adriano Pinto Gomes
- Henor Artur de Souza

Banca Examinadora:

Prof. Henor Artur de Souza, UFOP (Presidente)
Prof. Adriano Pinto Gomes, IFMG
Prof. Luiz Joaquim Cardoso Rocha, UFOP
Prof. Arlindo Tribes, USP/SP

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